/*
 * 代号：凤凰
 * http://www.jphenix.org
 * 2014-06-12
 * V4.0
 */
package com.jphenix.share.tools;

import com.jphenix.standard.docs.ClassInfo;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.nio.charset.StandardCharsets;

/**
 * MD5 算法处理类
 * 
 * 2018-07-02 源来的程序生成的事16位的MD5值，已经不符合要求，目前改为23位的MD5值
 *            注意：不能使用原生的MD5编码功能，可能会出现不同的JDK或者不同的环境解码值是不一样的
 * 2018-07-03 增加获取文件的MD5值方法
 * 2019-12-11 增加了获取读入流的MD5值方法，以及对应的静态方法
 *            如果只处理一次md5值，用静态方法。如果在循环中处理md5值，用类实例方法
 *            增加了获取读入流的MD5值的同时，再将读取的数据输出到输出流中的方法
 * 
 * @author 刘虻 2006-6-16 15:43:50
 */
@ClassInfo({"2019-12-11 15:12","MD5 算法处理类"})
public class MD5 {

	/*
	 * 下面这些S11-S44实际上是一个4*4的矩阵，在原始的C实现中是用#define 实现的，
	 * 这里把它们实现成为static final是表示了只读，切能在同一个进程空间内的多个
	 * Instance间共享
	 */
	static final int S11 = 7;
	static final int S12 = 12;
	static final int S13 = 17;
	static final int S14 = 22;

	static final int S21 = 5;
	static final int S22 = 9;
	static final int S23 = 14;
	static final int S24 = 20;

	static final int S31 = 4;
	static final int S32 = 11;
	static final int S33 = 16;
	static final int S34 = 23;

	static final int S41 = 6;
	static final int S42 = 10;
	static final int S43 = 15;
	static final int S44 = 21;

	static final byte[] PADDING = { -128, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
			0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
			0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
			0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 };
	/*
	 * 下面的三个成员是MD5计算过程中用到的3个核心数据，在原始的C实现中
	 *  被定义到MD5_CTX结构中
	 */
	private long[] state  = new long[4];  // state (ABCD)
	private long[] count  = new long[2];  // number of bits, modulo 2^64 (lsb first)
	private byte[] buffer = new byte[64]; // input buffer

	/*
	 * digestHexStr是MD5的唯一一个公共成员，是最新一次计算结果的
	 *  16进制ASCII表示.
	 */
	public String digestHexStr;

	/*
	 * digest,是最新一次计算结果的2进制内部表示，表示128bit的MD5值.
	 */
	private byte[] digest = new byte[16];

	/**
	 * 构造函数
	 * @author MBG
	 */
	public MD5() {
		md5Init();
		return;
	}

	/**
	 * getMD5ofStr是类MD5最主要的公共方法，入口参数是你想要进行MD5变换的字符串
	 *  返回的是变换完的结果，这个结果是从公共成员digestHexStr取得的．
	 * @param inbuf 传入值
	 * @return      输出值
	 * 2018年7月2日
	 * @author MBG
	 */
	public String getMD5ofStr(String inbuf) {
		md5Init();
		try {
			md5Update(inbuf.getBytes(StandardCharsets.UTF_8),
					inbuf.getBytes(StandardCharsets.UTF_8).length);
		}
		catch (Exception ex) {
		}
		md5Final();
		digestHexStr = "";
		for (int i = 0; i < 16; i++) {
			digestHexStr += byteHEX(digest[i]);
		}
		return digestHexStr;
	}


	/**
	 * md5Init是一个初始化函数，初始化核心变量，装入标准的幻数
	 * 2018年7月2日
	 * @author MBG
	 */
	private void md5Init() {
		count[0] = 0L;
		count[1] = 0L;
		///* Load magic initialization constants.

		state[0] = 0x67452301L;
		state[1] = 0xefcdab89L;
		state[2] = 0x98badcfeL;
		state[3] = 0x10325476L;

		return;
	}
	
	/**
	 * F, G, H ,I 是4个基本的MD5函数，在原始的MD5的C实现中，由于它们是
	 * 简单的位运算，可能出于效率的考虑把它们实现成了宏，在java中，我们把它们
	 * 实现成了private方法，名字保持了原来C中的。
	 * @param x
	 * @param y
	 * @param z
	 * @return
	 * 2018年7月2日
	 * @author MBG
	 */
	private long F(long x, long y, long z) {
		return (x & y) | ((~x) & z);

	}
	private long G(long x, long y, long z) {
		return (x & z) | (y & (~z));

	}
	private long H(long x, long y, long z) {
		return x ^ y ^ z;
	}

	private long I(long x, long y, long z) {
		return y ^ (x | (~z));
	}

	/**
	 * FF,GG,HH和II将调用F,G,H,I进行近一步变换
	 * FF, GG, HH, and II transformations for rounds 1, 2, 3, and 4.
	 * Rotation is separate from addition to prevent recomputation.
	 * @param a
	 * @param b
	 * @param c
	 * @param d
	 * @param x
	 * @param s
	 * @param ac
	 * @return
	 * 2018年7月2日
	 * @author MBG
	 */
	private long FF(long a, long b, long c, long d, long x, long s,
			long ac) {
		a += F (b, c, d) + x + ac;
		a = ((int) a << s) | ((int) a >>> (32 - s));
		a += b;
		return a;
	}

	private long GG(long a, long b, long c, long d, long x, long s,
			long ac) {
		a += G (b, c, d) + x + ac;
		a = ((int) a << s) | ((int) a >>> (32 - s));
		a += b;
		return a;
	}
	private long HH(long a, long b, long c, long d, long x, long s,
			long ac) {
		a += H (b, c, d) + x + ac;
		a = ((int) a << s) | ((int) a >>> (32 - s));
		a += b;
		return a;
	}
	private long II(long a, long b, long c, long d, long x, long s,
			long ac) {
		a += I (b, c, d) + x + ac;
		a = ((int) a << s) | ((int) a >>> (32 - s));
		a += b;
		return a;
	}
	/**
	 * md5Update是MD5的主计算过程，inbuf是要变换的字节串，inputlen是长度，这个
	 * 函数由getMD5ofStr调用，调用之前需要调用md5init，因此把它设计成private的
	 * @param inbuf
	 * @param inputLen
	 * 2018年7月2日
	 * @author MBG
	 */
	private void md5Update(byte[] inbuf, int inputLen) {

		int i, index, partLen;
		byte[] block = new byte[64];
		index = (int)(count[0] >>> 3) & 0x3F;
		// /* Update number of bits */
		if ((count[0] += (inputLen << 3)) < (inputLen << 3)) {
            count[1]++;
        }
		count[1] += (inputLen >>> 29);

		partLen = 64 - index;

		// Transform as many times as possible.
		if (inputLen >= partLen) {
			md5Memcpy(buffer, inbuf, index, 0, partLen);
			md5Transform(buffer);

			for (i = partLen; i + 63 < inputLen; i += 64) {

				md5Memcpy(block, inbuf, 0, i, 64);
				md5Transform (block);
			}
			index = 0;

		} else {
            i = 0;
        }

		///* Buffer remaining input */
		md5Memcpy(buffer, inbuf, index, i, inputLen - i);

	}

	/**
	 * md5Final整理和填写输出结果
	 * 2018年7月2日
	 * @author MBG
	 */
	private void md5Final () {
		byte[] bits = new byte[8];
		int index, padLen;

		///* Save number of bits */
		Encode (bits, count, 8);

		///* Pad out to 56 mod 64.
		index = (int)(count[0] >>> 3) & 0x3f;
		padLen = (index < 56) ? (56 - index) : (120 - index);
		md5Update (PADDING, padLen);

		///* Append length (before padding) */
		md5Update(bits, 8);

		///* Store state in digest */
		Encode (digest, state, 16);

	}

	/**
	 * md5Memcpy是一个内部使用的byte数组的块拷贝函数，从input的inpos开始把len长度的
	 * 字节拷贝到output的outpos位置开始
	 * @param output
	 * @param input
	 * @param outpos
	 * @param inpos
	 * @param len
	 * 2018年7月2日
	 * @author MBG
	 */
	private void md5Memcpy (byte[] output, byte[] input,
			int outpos, int inpos, int len)
	{
		int i;

		for (i = 0; i < len; i++) {
            output[outpos + i] = input[inpos + i];
        }
	}

	/**
	 * md5Transform是MD5核心变换程序，有md5Update调用，block是分块的原始字节
	 * @param block
	 * 2018年7月2日
	 * @author MBG
	 */
	private void md5Transform (byte[] block) {
		long a = state[0], b = state[1], c = state[2], d = state[3];
		long[] x = new long[16];

		Decode (x, block, 64);

		/* Round 1 */
		a = FF (a, b, c, d, x[0], S11, 0xd76aa478L); /* 1 */
		d = FF (d, a, b, c, x[1], S12, 0xe8c7b756L); /* 2 */
		c = FF (c, d, a, b, x[2], S13, 0x242070dbL); /* 3 */
		b = FF (b, c, d, a, x[3], S14, 0xc1bdceeeL); /* 4 */
		a = FF (a, b, c, d, x[4], S11, 0xf57c0fafL); /* 5 */
		d = FF (d, a, b, c, x[5], S12, 0x4787c62aL); /* 6 */
		c = FF (c, d, a, b, x[6], S13, 0xa8304613L); /* 7 */
		b = FF (b, c, d, a, x[7], S14, 0xfd469501L); /* 8 */
		a = FF (a, b, c, d, x[8], S11, 0x698098d8L); /* 9 */
		d = FF (d, a, b, c, x[9], S12, 0x8b44f7afL); /* 10 */
		c = FF (c, d, a, b, x[10], S13, 0xffff5bb1L); /* 11 */
		b = FF (b, c, d, a, x[11], S14, 0x895cd7beL); /* 12 */
		a = FF (a, b, c, d, x[12], S11, 0x6b901122L); /* 13 */
		d = FF (d, a, b, c, x[13], S12, 0xfd987193L); /* 14 */
		c = FF (c, d, a, b, x[14], S13, 0xa679438eL); /* 15 */
		b = FF (b, c, d, a, x[15], S14, 0x49b40821L); /* 16 */

		/* Round 2 */
		a = GG (a, b, c, d, x[1], S21, 0xf61e2562L); /* 17 */
		d = GG (d, a, b, c, x[6], S22, 0xc040b340L); /* 18 */
		c = GG (c, d, a, b, x[11], S23, 0x265e5a51L); /* 19 */
		b = GG (b, c, d, a, x[0], S24, 0xe9b6c7aaL); /* 20 */
		a = GG (a, b, c, d, x[5], S21, 0xd62f105dL); /* 21 */
		d = GG (d, a, b, c, x[10], S22, 0x2441453L); /* 22 */
		c = GG (c, d, a, b, x[15], S23, 0xd8a1e681L); /* 23 */
		b = GG (b, c, d, a, x[4], S24, 0xe7d3fbc8L); /* 24 */
		a = GG (a, b, c, d, x[9], S21, 0x21e1cde6L); /* 25 */
		d = GG (d, a, b, c, x[14], S22, 0xc33707d6L); /* 26 */
		c = GG (c, d, a, b, x[3], S23, 0xf4d50d87L); /* 27 */
		b = GG (b, c, d, a, x[8], S24, 0x455a14edL); /* 28 */
		a = GG (a, b, c, d, x[13], S21, 0xa9e3e905L); /* 29 */
		d = GG (d, a, b, c, x[2], S22, 0xfcefa3f8L); /* 30 */
		c = GG (c, d, a, b, x[7], S23, 0x676f02d9L); /* 31 */
		b = GG (b, c, d, a, x[12], S24, 0x8d2a4c8aL); /* 32 */

		/* Round 3 */
		a = HH (a, b, c, d, x[5], S31, 0xfffa3942L); /* 33 */
		d = HH (d, a, b, c, x[8], S32, 0x8771f681L); /* 34 */
		c = HH (c, d, a, b, x[11], S33, 0x6d9d6122L); /* 35 */
		b = HH (b, c, d, a, x[14], S34, 0xfde5380cL); /* 36 */
		a = HH (a, b, c, d, x[1], S31, 0xa4beea44L); /* 37 */
		d = HH (d, a, b, c, x[4], S32, 0x4bdecfa9L); /* 38 */
		c = HH (c, d, a, b, x[7], S33, 0xf6bb4b60L); /* 39 */
		b = HH (b, c, d, a, x[10], S34, 0xbebfbc70L); /* 40 */
		a = HH (a, b, c, d, x[13], S31, 0x289b7ec6L); /* 41 */
		d = HH (d, a, b, c, x[0], S32, 0xeaa127faL); /* 42 */
		c = HH (c, d, a, b, x[3], S33, 0xd4ef3085L); /* 43 */
		b = HH (b, c, d, a, x[6], S34, 0x4881d05L); /* 44 */
		a = HH (a, b, c, d, x[9], S31, 0xd9d4d039L); /* 45 */
		d = HH (d, a, b, c, x[12], S32, 0xe6db99e5L); /* 46 */
		c = HH (c, d, a, b, x[15], S33, 0x1fa27cf8L); /* 47 */
		b = HH (b, c, d, a, x[2], S34, 0xc4ac5665L); /* 48 */

		/* Round 4 */
		a = II (a, b, c, d, x[0], S41, 0xf4292244L); /* 49 */
		d = II (d, a, b, c, x[7], S42, 0x432aff97L); /* 50 */
		c = II (c, d, a, b, x[14], S43, 0xab9423a7L); /* 51 */
		b = II (b, c, d, a, x[5], S44, 0xfc93a039L); /* 52 */
		a = II (a, b, c, d, x[12], S41, 0x655b59c3L); /* 53 */
		d = II (d, a, b, c, x[3], S42, 0x8f0ccc92L); /* 54 */
		c = II (c, d, a, b, x[10], S43, 0xffeff47dL); /* 55 */
		b = II (b, c, d, a, x[1], S44, 0x85845dd1L); /* 56 */
		a = II (a, b, c, d, x[8], S41, 0x6fa87e4fL); /* 57 */
		d = II (d, a, b, c, x[15], S42, 0xfe2ce6e0L); /* 58 */
		c = II (c, d, a, b, x[6], S43, 0xa3014314L); /* 59 */
		b = II (b, c, d, a, x[13], S44, 0x4e0811a1L); /* 60 */
		a = II (a, b, c, d, x[4], S41, 0xf7537e82L); /* 61 */
		d = II (d, a, b, c, x[11], S42, 0xbd3af235L); /* 62 */
		c = II (c, d, a, b, x[2], S43, 0x2ad7d2bbL); /* 63 */
		b = II (b, c, d, a, x[9], S44, 0xeb86d391L); /* 64 */

		state[0] += a;
		state[1] += b;
		state[2] += c;
		state[3] += d;

	}

	/**
	 * Encode把long数组按顺序拆成byte数组，因为java的long类型是64bit的， 只拆低32bit，以适应原始C实现的用途
	 * @param output
	 * @param input
	 * @param len
	 * 2018年7月2日
	 * @author MBG
	 */
	private void Encode (byte[] output, long[] input, int len) {
		int i, j;

		for (i = 0, j = 0; j < len; i++, j += 4) {
			output[j] = (byte)(input[i] & 0xffL);
			output[j + 1] = (byte)((input[i] >>> 8) & 0xffL);
			output[j + 2] = (byte)((input[i] >>> 16) & 0xffL);
			output[j + 3] = (byte)((input[i] >>> 24) & 0xffL);
		}
	}

	/**
	 * Decode把byte数组按顺序合成成long数组，因为java的long类型是64bit的，只合成低32bit，高32bit清零，以适应原始C实现的用途
	 * @param output
	 * @param input
	 * @param len
	 * 2018年7月2日
	 * @author MBG
	 */
	private void Decode (long[] output, byte[] input, int len) {
		int i, j;


		for (i = 0, j = 0; j < len; i++, j += 4) {
            output[i] = b2iu(input[j]) |
            (b2iu(input[j + 1]) << 8) |
            (b2iu(input[j + 2]) << 16) |
            (b2iu(input[j + 3]) << 24);
        }

		return;
	}

	/**
	 * b2iu是我写的一个把byte按照不考虑正负号的原则的＂升位＂程序，因为java没有unsigned运算
	 * @param b
	 * @return
	 * 2018年7月2日
	 * @author MBG
	 */
	public static long b2iu(byte b) {
		return b < 0 ? b & 0x7F + 128 : b;
	}

	/**
	 * byteHEX()，用来把一个byte类型的数转换成十六进制的ASCII表示，
	 * 因为java中的byte的toString无法实现这一点，
	 * 我们又没有C语言中的sprintf(outbuf,"%02X",ib)
	 * @param ib
	 * @return
	 * 2018年7月2日
	 * @author MBG
	 */
	public static String byteHEX(byte ib) {
		char[] Digit = { '0','1','2','3','4','5','6','7','8','9',
				'A','B','C','D','E','F' };
		char [] ob = new char[2];
		ob[0] = Digit[(ib >>> 4) & 0X0F];
		ob[1] = Digit[ib & 0X0F];
		String s = new String(ob);
		return s;
	}

	/**
	 * 获取文件的MD5值
	 * @param file 指定文件
	 * @return     对应文件的MD5值
	 * 2019年12月11日
	 * @author MBG
	 */
	public static String file(File file) {
		return (new MD5()).md5File(file);
	}

	/**
	 * 获取读入流内容的MD5值
	 * @param is 读入流
	 * @return   MD5值
	 * 2019年12月11日
	 * @author MBG
	 */
	public static String inputStream(InputStream is) {
		return (new MD5()).inputStreamMD5(is,null);
	}
	
	/**
	 * 获取读入流内容的MD5值
	 * @param is 读入流
	 * @param os 输出流，如果该值不为空，在获取读入流内容的MD5值的同时，将读取到的数据输出到输出流中
	 * @return   MD5值
	 * 2019年12月11日
	 * @author MBG
	 */
	public static String inputStream(InputStream is,OutputStream os) {
		return (new MD5()).inputStreamMD5(is,os);
	}

	/**
	 * 获取字节数组的MD5值
	 * @param bytes 字节数组
	 * @return      对应的MD5值
	 * 2017年10月16日
	 * @author MBG
	 */
	public static String md5(byte[] bytes) {
		return new MD5().getMD5ofByte(bytes).toLowerCase();
	}

	/**
	 * 传入字节返回其MD5值
	 * @param bytes 传入值
	 * @return 对应的MD5值
	 * 2015年10月14日
	 * @author 马宝刚
	 */
	public String getMD5ofByte(byte[] bytes) {
		if(bytes==null || bytes.length<1) {
			return "";
		}
		md5Init();
		try {
			md5Update(bytes,bytes.length);
		}
		catch (Exception ex) {
		}
		md5Final();
		digestHexStr = "";
		for (int i = 0; i < 16; i++) {
			digestHexStr += byteHEX(digest[i]);
		}
		return digestHexStr;
	}

	/**
	 * 获取文件对应的MD5值
	 * @param file 文件对象
	 * @return     文件对应的MD5值
	 * 2018年7月3日
	 * @author MBG
	 */
	public static String md5(File file) {
		return new MD5().md5File(file);
	}
	
	/**
	 * 获取读入流内容的MD5值
	 * @param is 读入流
	 * @param os 输出流，如果该值不为空，在获取读入流内容的MD5值的同时，将读取到的数据输出到输出流中
	 * @return   MD5值
	 * 2019年12月11日
	 * @author MBG
	 */
	public String inputStreamMD5(InputStream is,OutputStream os) {
		if(is==null) {
			return "";
		}
		try {
			//构建缓存
			byte[] buffer = new byte[512];
			md5Init();
			int count; //本次读取到的字节数
			while((count=is.read(buffer))>0) {
				md5Update(buffer,count);
				if(os!=null) {
					os.write(buffer,0,count);
				}
			}
			md5Final();
			//构建返回的MD5值
			digestHexStr = "";
			for (int i = 0; i < 16; i++) {
				digestHexStr += byteHEX(digest[i]);
			}
			return digestHexStr;
		}catch(Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}finally {
			try {
				is.close();
			}catch(Exception e) {}
			is = null;
			if(os!=null) {
				try {
					os.flush();
				}catch(Exception e) {}
				try {
					os.close();
				}catch(Exception e) {}
				os = null;
			}
		}
		return "";
	}
	
	/**
	 * 获取读入流内容的MD5值
	 * @param is 读入流
	 * @return   MD5值
	 * 2019年12月11日
	 * @author MBG
	 */
	public String inputStreamMD5(InputStream is) {
		return inputStreamMD5(is,null);
	}
	
	/**
	 * 获取文件对应的MD5值
	 * @param file 文件对象
	 * @return     文件对应的MD5值
	 * 2018年7月3日
	 * @author MBG
	 */
	public String md5File(File file) {
		if(file==null || !file.isFile() || !file.exists()) {
			return "";
		}
		try {
			return inputStreamMD5(new FileInputStream(file));
		}catch(Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return "";
	}
	

	/**
	 * 获取字符串的MD5值（大写返回值）
	 * 刘虻
	 * 2010-8-27 下午06:09:30
	 * @param str 待处理的字符串
	 * @return 字符串的MD5值
	 */
	public static String getMD5Value(String str) {
		return new MD5().getMD5ofStr(str);
	}

	/**
	 * 获取全部为小写的MD5值 （小写返回值）
	 * @param str 待转换的值
	 * @return 转换后的值
	 * 2017年4月18日
	 * @author MBG
	 */
	public static String md5(String str) {
		return getMD5Value(str).toLowerCase();
	}
}
